(57)【要約】      （修正有）【課題】  無線周波数（ＲＦ）インタロゲーション弾性表面波（ＳＡＷ）利用センサと外部物体との結合を削減する装置及び方法を開示する。【解決手段】第１と第２の電気端子を有する弾性表面波センサ素子と、弾性表面波センサ素子を囲む導電性ハウジングを用意し、弾性表面波センサ素子の１つの電気端子をその導電性ハウジングを貫通する電気接続ピンの一方の端部に接続し、電気接続ピンと導電性ハウジングの間を電気的に絶縁する。電気的に絶縁するために電気接続ピンの一部を囲む誘電性ガラスシールを設ける。弾性表面波センサ素子の他の電気端子は、シールドのために導電性ハウジングに接続する。電気接続ピンの他の端部にはアンテナ素子を接続する。【選択図】図３
2005353064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面弾性波（ＳＡＷ）利用センサを設ける方法であって、
第１の電気端子と第２の電気端子を有する表面弾性波センサ素子を用意し、
導電性ハウジングを用意し、
第１の端部と、前記導電性ハウジングの一部を貫通する第２の端部とを有する第１フィードスルー電気接続ピンを用意し、
前記導電性ハウジングと前記第１フィードスルー電気接続ピンとの間を電気的に絶縁し、
前記第１フィードスルー電気接続ピンの前記第２の端部を前記表面弾性波センサ素子の前記第１の電気端子に接続し、
シールドのために前記導電性ハウジングに前記表面弾性波センサ素子の前記第２の電気端子を接続する
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記導電性ハウジングに前記表面弾性波センサ素子の前記第２の電気端子を接続する工程は、
第１の端部と、前記導電性ハウジングの一部を貫通する第２の端部とを有する第２フィードスルー電気接続ピンを用意し、
前記導電性ハウジングと前記第２フィードスルー電気接続ピンの一部との間を電気的に結合し、
前記第２フィードスルー電気接続ピンの前記第２の端部を前記表面弾性波センサ素子の前記第２の電気端子に接続する
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電気的に絶縁する工程は、前記第１フィードスルー電気接続ピンの一部を囲む誘電性ガラスシールを設けることを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記電気的に結合する工程は、前記第２フィードスルー電気接続ピンの一部を囲む金属対金属シールを設けることを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記電気的に結合する工程は、前記第２フィードスルー電気接続ピンの前記第２の端部を、前記導電性ハウジングの内面に電気的に結合することを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】
無線周波数（ＲＦ）インタロゲーション表面弾性波（ＳＡＷ）利用センサの外部物体との結合を削減する方法であって、
第１の電気端子と第２の電気端子を有する表面弾性波センサ素子を用意し、
導電性ハウジングを用意し、
第１の端部と、前記導電性ハウジングの一部を貫通する第２の端部とを有する第１フィードスルー電気接続ピンを用意し、
前記導電性ハウジングと前記第１フィードスルー電気接続ピンとの間を電気的に絶縁し、
前記第１フィードスルー電気接続ピンの前記第２の端部を前記表面弾性波センサ素子の前記第１の電気端子に接続し、
前記表面弾性波センサ素子の前記第２の電気端子を前記導電性ハウジングに接続し、
第１の端部と第２の端部を有するアンテナ素子を用意し、
前記アンテナ素子の前記第１の端部を前記第１フィードスルー電気接続ピンの前記第１の端部に接続する
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
前記電気的に絶縁する工程は、前記第１フィードスルー電気接続ピンの一部を囲む誘電性ガラスシールを設けることを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記表面弾性波センサ素子の前記第２の電気端子を前記導電性ハウジングに接続する工程は、
第１の端部と、前記導電性ハウジングの一部を貫通する第２の端部とを有する第２フィードスルー電気接続ピンを用意し、
前記導電性ハウジングと前記第２フィードスルー電気接続ピンの一部との間を電気的に結合し、
前記第２フィードスルー電気接続ピンの前記第２の端部を前記表面弾性波センサ素子の前記第２の電気端子に接続する
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記電気的に結合する工程は、前記第２フィードスルー電気接続ピンの一部を囲む金属対金属シールを設けることを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記電気的に結合する工程は、前記第２フィードスルー電気接続ピンの前記第２の端部を、前記導電性ハウジングの内面に電気的に結合することを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
第１の端子ピンと第２の端子ピンを有する表面弾性波（ＳＡＷ）センサ素子と、
前記表面弾性波センサ素子を囲んで収容している導電性金属ハウジングと、
第１の端部と第２の端部とを有しており、前記導電性金属ハウジングを貫通する第１フィードスルー導電性ピンと、
前記第１フィードスルー導電性ピンの一部を囲む誘電性シールと、
前記第１フィードスルー導電性ピンの前記第１の端部を前記表面弾性波センサ素子の前記第１の電気端子に接続する第１の電気コネクタと、
前記導電性金属ハウジングに前記表面弾性波センサ素子の前記第２の電気端子を接続する電気的接続と
を具備することを特徴とする表面弾性波センサ。
【請求項１２】
前記電気的接続は、
第１の端部と第２の端部とを有しており、前記導電性金属ハウジングを貫通する第２フィードスルー導電性ピンと、
前記第２フィードスルー導電性ピンの一部を囲んで、前記第２フィードスルー導電性ピンを前記導電性金属ハウジングに電気的に接続する金属対金属シールと、
前記第２フィードスルー導電性ピンの前記第２の端部を前記表面弾性波センサ素子の前記第２の電気端子に接続する電気コネクタと
を具備することを特徴とする請求項１１に記載の表面弾性波センサ。
【請求項１３】
前記電気的接続は、
第１の端部と、前記導電性金属ハウジングに電気的に結合されている第２の端部とを有しており、前記導電性金属ハウジングを貫通する第２フィードスルー導電性ピンと、
前記第２フィードスルー導電性ピンの前記第２の端部に前記表面弾性波センサ素子の前記第２の電気端子を接続する電気コネクタと
を具備することを特徴とする請求項１１に記載の表面弾性波センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋込みセンサとして使用する表面弾性波（ＳＡＷ）利用装置に関するものである。より具体的には、本発明は、一様な動作を確保するために装置間の動作上の統計的なバラツキを解消する、特に表面弾性波利用装置のような装置を改善することに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気タイヤとホイールとの組立体に電子装置を組合せることにより、実際上の様々な利点が得られる。タイヤ電子装置は、タイヤ識別パラメータを送信するために、更に温度、圧力、トレッド摩耗、タイヤ回転数、車両速度などの様々の物理パラメータに係る情報を得るためにセンサ及び他の構成要素を含んでいる。かかる性能情報は、タイヤ監視警告システムにおいて役立つ可能性もあり、適正なタイヤパラメータに調整するためにフィードバックシステムに使用する潜在的な可能性がある。
【０００３】
タイヤ組立体に組み込まれた電子装置システムから得られる更に別の潜在的な可能性には、商業的な車両利用分野における資産追跡や性能指標がある。商業輸送トラック、航空機、土木車両、採鉱車両は全て、タイヤ電子装置システム及び関連情報送信の利益を享受できる産業として挙げられる。無線周波数識別装置（ＲＦＩＤ）は、所与のタイヤごとに独自の識別を可能にし、タイヤの追跡を可能にする。タイヤセンサは、車両の各タイヤが走行した距離を測定することができ、従って、商業組織のための保守計画の一助となることができる。土木／採鉱機械に係る分野のように費用の嵩む利用分野では、車両配置及び車両性能を最適化することができる。
【０００４】
タイヤ又はホイールの組立体に係る様々なパラメータを測定するためにタイヤ電子装置システムに使用することが近年望まれるようになっているセンサすなわち状態応答装置には、表面弾性波（ＳＡＷ）装置のような弾性波装置がある。ＳＡＷ装置は、感度が高く、殆ど電力を消費せず、無線で情報を伝達するに適した無線周波数で動作できるので、或るセンサ応用分野において望ましい性質を有している。ＳＡＷ装置は、圧電材料基板上に形成された、互いに指の間に入り込んでいる指状電極から構成された少なくとも１つの共振器を有している場合もある。
【０００５】
電気入力信号がＳＡＷ装置に印加されると、選択した電極がＳＡＷ装置を変換器として動作させ、入力信号を基板での機械波に変換する。ＳＡＷ装置の他の構造が、機械波を受けて電気出力信号を発生する。この態様において、ＳＡＷ装置は電気機械共振器のように動作する。ＳＡＷ装置の出力信号の周波数、位相及び／又は振幅の変化のような出力信号の変化は、ＳＡＷ装置の伝搬路の特性変化に対応している。或るＳＡＷ装置の例では、ＳＡＷ装置の周波数及びその変化を監視することにより、ＳＡＷ装置が受けている温度や歪みのようなパラメータを測定するに十分な情報が得られる。
【０００６】
ＲＦＩＤ技術及びＳＡＷ装置に係る更に別の背景として、本件出願の出願人に譲渡されており、ここに引用することによりその全内容を本明細書に組み込む下記の特許文献がある。
【特許文献１】2003年10月30日出願米国特許出願第10／697576号（米国公開特許公報US2005/0093688A1）発明の名称「Accouostic Wave Device With Digital Data Transimission Functionality」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
タイヤ関連分野でのＳＡＷ装置の従来の利用では、ＳＡＷセンサが、検知されているパラメータに係る情報を送信する。しかし、無線周波数送信システムにおいて、特に、低パワー送信システムにおいて、動作環境に当該装置を配置することによって受ける環境条件により、未認識の未解決問題が生じることもしばしばある。タイヤ電子装置システムにおけるＳＡＷセンサのような弾性波装置の様々な利用が開発されており、また、従来技術を利用して様々なの情報の組合せがタイヤ又はホイールの組立体から無線送信されているが、本発明によってここに以下に提案する望ましい特徴の全てを含む構成は未だ出現していない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従来技術において遭遇する本発明において認識された問題を解決するために、本発明は、ＳＡＷ利用装置におけるバラツキを減少する改良した方法を提案せんとするものである。本明細書において主にタイヤ又はホイールの組立体に組み込んだＳＡＷ利用装置を参照するが、それは本発明を限定するものではなく、ＳＡＷ利用装置は、様々な他の装置や要素と組合せて又は環境センサ単独としても使用できるものである。
【０００９】
代表的な形態では、ＳＡＷ利用装置は、発振器／増幅器においてフィードバック素子として接続された弾性波装置を有し、更に、アンテナ素子に接続されてアクティブ送信器を構成することもできる。弾性波装置は、アクティブ送信器によって生成される搬送波周波数（又は複数の搬送波周波数）を決定し、従って、送信された無線周波数信号の周波数が、センサとして機能している弾性波装置で検知された１つ又は複数のパラメータを表している。同時に、送信された信号の振幅は、発振器／増幅器に接続された別の回路によって制御することもできる。
【００１０】
最も簡単な形態の１つでは、ＳＡＷ利用装置から送信された信号は、時間シーケンスでオンオフされる。しかし、他の振幅変調も可能である。このような情報伝達方法の望ましい特徴により、回路の簡略化と電力の節減を図ることができる。例えば、検出したパラメータを取りだして、それらをデジタル型式に変換し、送信されるデジタル信号ストリームにおいて暗号化する回路をタイヤに設ける代わりに、検出したパラメータ情報を送信無線周波数で送ることもできる。かかる方法により、他の所望の情報の送信に利用できる。しかし、送信信号の振幅変調方法によっては簡単である場合も複雑である場合もある。又、かかる回路の形態により、組み込んだタイヤ電子装置からの情報の組合せを遠隔の受信器の場所に能動的に送信できる。この情報の組合せは、弾性波装置で検出された物理的パラメータと、増幅器を選択的にオンオフすることによって弾性波装置によって発せられる無線信号に重畳されるデジタルデータとの組合せとすることもできる。
【００１１】
この型式のＳＡＷ装置のもつ１つの望ましい特徴は、電子装置組立体を介して送信できる情報の型式をどのようにもすることができることである。そのような情報は、タイヤ又はホイールの組立体に係る温度や圧力のようなパラメータに関する検出情報とすることができる。他の情報としては、独自のタグ識別情報、走行距離、タイヤ回転数、車両速度、トレッド摩耗量、タイヤ偏倚量、タイヤに作用する静的な又は動的な力の大きさなどの選択した組合せとすることもできる。電子装置組立体からの無線周波数出力信号を任意の型式の所望のデータで変調するようにマイクロコントローラを構成できるので、そして、本発明による外部との結合削減方法により、タイヤ構造体、ホイール構造体、又は他の要素又は装置に非常に近接して又は内部にＳＡＷ利用装置を配置することによって受ける影響を最小化することができるので、上記した様々な異なる型式の情報は可能である。
【００１２】
上述した望ましい特徴がＳＡＷ利用装置にある反面、望ましくない特徴もＳＡＷ利用装置にあることは本発明は認識している。これら特徴の中で重要なことは、ＳＡＷ装置が送信する信号のエネルギーが極めて低いパワーレベルであることである。この低信号レベルは、動作エネルギー要件を考えたとき、望ましい特徴と考えることもできるが、他の特徴と組合せてこの低レベルを考えると、データの受信、再生及び精度を難しくする。具体的には、しばしば厳しい動作条件又は環境でそのような低信号レベルのＳＡＷ利用装置を動作させる場合、低信号レベルは、ＳＡＷ利用装置に非常に近接している外部状態又は要素から影響を受け易く、伝送する検知データの精度が低下する場合がある。
【００１３】
本発明による或る実施例の特徴によれば、ＳＡＷ利用装置の精度に対する外部状態及び近接物体の影響を削減する方法が提案される。具体的には、タイヤ構造体又は他のハウジング、容器、構造体又は要素の中又は近くにＳＡＷ利用装置を組み込むことによって生じる、ＳＡＷ利用装置間に見られる動作上の統計的なパラツキを削減する方法が提案される。
【００１４】
本発明による他の実施例の特徴によれば、ＳＡＷ素子がセンサとして機能し、アンテナ素子がＳＡＷセンサに直接接続されている場合に、ＳＡＷ利用装置から送られる信号周波数データの精度に対する外部状態及び素子からの影響を削減する方法が提案される。
【００１５】
本発明による更に他の実施例の特徴によれば、アンテナ素子をＳＡＷ装置に直接接続することによって生じる、外部状態及び素子からＳＡＷセンサに加わる電気的な負荷を削減する方法が提案される。
【００１６】
本発明のその他の目的及び効果は、以下の詳細な説明において述べると共に、以下の詳細な説明から当業者には明らかになる筈である。更に、以下に詳細に説明し図解する本発明の特徴や構成要素に対する変更や修正は、本発明の技術思想の範囲から離れることなく、本発明の様々な実施例や使用方法において実現可能であることも理解される筈である。変更や修正には、限定するものではないが、図示し説明し参照し検討した様々な要素、特徴、工程などの均等手段への置換並びに図示し説明し参照し検討した様々な要素、特徴、工程などの機能上、動作上、位置上の逆転も含まれる。
【００１７】
更に、本発明の様々な実施例や様々な現在好ましい実施例は、ここに開示する特徴や部品や工程や配置やそれらの均等物の様々な組合せや配置（図面に明確に示されていない又は図面を参照しての詳細な説明に記載さていない特徴や部品や工程や配置の組合せも含む）を含むものである。本明細書の「課題を解決するための手段」において必ずしも説明していない本発明の他の実施例は、本明細書の「課題を解決するための手段」において言及した特徴や部品や工程、及び／又は本明細書において別に検討している他の特徴や部品や工程の性質の様々の組合せも含むこともできる。本明細書の他の部分を検討することにより、当業者は、上記した実施例及びほかの特徴をより良く理解できるであろう。
【００１８】
添付図面を参照した本明細書において、当業者に向けた最良態様を含めて本発明を十分且つ実施可能に説明する。
【００１９】
本発明の同一又は同様な特徴又は要素を指示するために、本明細書全体及び全添付図面において同一の参照番号を使用する。
【００２０】
「課題を解決するための手段」において説明したように、本発明は、ＳＡＷ利用装置の精度に対する外部状態及び近接物体の影響を削減することである。具体的には、無線周波数（ＲＦ）インタロゲーションＳＡＷ装置と外部物体との結合を削減する方法を提案する。
【００２１】
ここに開示する技術の特徴の選択的な組合せは、本発明の複数の異なる実施例であり、ここに開示して説明する例示的な実施例の各々は、本発明を限定するものではない。１つの実施例の一部として図解し又は説明する特徴又は工程は、他の実施例の特徴と組合せて、更に別の実施例を実現できる。更に、或る特徴は、同一又は同様な機能を達成することに開示しない類似の装置や特徴と置換できるものである。
【００２２】
本発明の電子装置組立体の好ましい実施例を詳細に参照する。図面を参照するならば、図１は、表面弾性波（ＳＡＷ）センサのような状態応答装置を含む受動動作式電子装置組立体を設けた既知のタイヤ監視システムの特徴を図示している。タイヤ構造体１０は、タイヤ又はその付属ホイールの組立体内の温度や圧力のような様々な物理パラメータを監視する状態応答装置１２を組み込むことができる。かかる状態応答装置は更に、表面弾性波（ＳＡＷ）共振器又はバルク弾性波（ＢＡＷ）共振器のような少なくとも１つの共振器型式のセンサを含むことができる。ここで、本発明においては、状態応答装置は、本明細書において例示する型式のセンサでも、市場で入手可能な弾性波センサまたは適当な１つ又は複数の周波数で共振する他の型式のセンサでもよいことは理解すべきである。図１に示す状態応答装置１２が設けられた受動動作式電子装置組立体は、遠隔のエネルギー源により付勢することができる。従って、データ取得トレンシーバ１４には、状態応答装置１２と通信すするために送信器と受信器の両方が設けられている。データ取得トレンシーバ１４のアンテナ２０からタイヤ構造体１０内の電子装置組立体に送信される無線周波数パルス１６は、ＳＡＷ装置を励起し、そして、無線周波数パルスのＳＡＷ装置は、受けたエネルギーの一部を蓄積して、各付勢無線周波数パルスの終りにデータ取得トレンシーバ１４に送り返す信号を送信することができる。
【００２３】
更に図１を参照すると、データ取得トレンシーバ１４は、自然発振周波数（共振周波数）で状態応答装置１２を付勢するためのインタロゲーション信号１６を送信し、励起パルスの後に、状態応答装置１２内の各共振器素子は、励起中に蓄積されたエネルギーを放射する。その放射エネルギーのピークレベルは、状態応答装置１２内の共振器素子のそれぞれの共振周波数に現われる。かかる信号が、データ取得トレンシーバ１４で受信される。従って、状態応答装置１２から送り返される信号の周波数の変化を監視することによって、タイヤ構造体１０内の予め選択した状態に対応する情報を獲得することができる。
【００２４】
本発明の特徴によるならば、状態応答装置１２自体によってただ検出されたパラメータの他に情報も中継又は送信する電子装置組立体を設けることもできる。図２を参照するならば、タイヤ構造体又はそれに対応するホイール組立体内の予め選択した状態を監視するための電子装置組立体１２が図示されている。電子装置組立体１２は、様々な形態でタイヤ構造体に付属して設けることができる。例えば、タイヤ構造体の内部に又はホイール組立体に係る他の場所に貼り付けることができる。又は、電子装置組立体１２はタイヤ構造体内に埋込むこともできる。更に又は、電子装置組立体１２は、適当な誘電性性質を有しているエラストマー材料内に封止して、タイヤ構造体に貼り付けるか又はタイヤ構造体内に埋込むこともできる。更に、電子装置組立体１２は、様々な沢山の方法によりパッケージすることができ、ホイール組立体、又はバルブステム、又はタイヤに係る温度や圧力のような環境状態の実質的に正確な測定を可能にする任意の他の場所に貼り付けることもできる。電子装置組立体１２の配置場所は様々あるので、本発明においてはタイヤ構造体又はホイール組立体と一体化される電子装置組立体の配置場所は、上記した考えられる配置場所だけでなく当業者が考え得る範囲内の他の場所も含むものである。
【００２５】
好ましくは、電子装置組立体１２は、温度や圧力のような所定のタイヤ状態に係る様々な情報を検出できる弾性波技術に基づくセンサのような状態応答デバイス２２を含む。本発明の実施例において使用される状態応デバイスの具体例として、TRANSENSE TECHNOLOGIIES, PLCで開発されたＳＡＷデバイスがある。そのようなＳＡＷデバイスの具体的な特徴は、ここに引用してその全内容を本明細書に組み入れる下記の特許文献に開示されている。
【特許文献２】米国特許出願第10／057460号（米国特許第6715355号明細書）
【００２６】
このＳＡＷデバイスは、それぞれ異なる周波数で動作する少なくも３つの共振器素子を含んでいる。１つの具体例では、所定の組合せの環境条件下で同時放射できる３つの異なる共振周波数は、433.28ＭＨｚ、433.83ＭＨｚ及び434.26ＭＨｚである。検出されている１つ又は複数のパラメータに応答して各共振が僅かにずれる。３つの共振器素子の組合せにより、タイヤの温度と圧力レベルの両方を測定するに十分な情報を与える状態応答デバイスが実現される。かかる複数の共振器素子の共振周波数は、隣接する共振周波数の間の距離が、タイヤ内の圧力や温度の条件での共振帯域幅より常に大きいように設計することが好ましい。
【００２７】
状態応答デバイス２２は、単一ポートに１つ以上の物理的接続点４８及び４８’が接続されている単一ポート装置として構成することができる。利得回路２８は、そのような電気接続を介して状態応答デバイスの入力ポートに接続されている。状態応答デバイス２２と利得回路２８との組合せが、発振回路を形成している。状態応答デバイス２２は、発振器の動作に必要なフィードバック素子を形成している。利得回路２８は、全体のループの利得が１以上となって、正帰還発振動作を実現するように、十分な増幅量を与えるように構成されている。利得回路は更に、状態応答デバイス２２内の各共振器素子が同時に発振するように、利得回路２８と状態応答デバイス２２とを介しての全体の位相シフトが、３６０度の整数倍となるように構成されている。利得回路２８は、様々な沢山の回路形態に構成でき、（作動増幅器、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラジャンクショントランジスタ（ＢＪＴ）、他の型式のトランジスタのような）単一増幅素子又は、有効な発振のために必要な正帰還と適切な位相シフトの組合せを実現するために必要な、限定的ではないが抵抗、インダクタ、ダイオード、キャパシタ、トランジスタほかの能動素子及び／又は受動素子と選択的に組合せた増幅素子を含むような集積回路によって構成できる。利得回路２８及び状態応答デバイス２２によって実現される発振器の別の構成例には、当業者に周知のコルピッツ発振器がある。
【００２８】
状態応答デバイス２２の入力ポートにアンテナを接続して、状態応答デバイス２２からの出力信号の送信を容易にすることができる。状態応答デバイス２２及び利得回路２８により構成された発振器をアンテナに接続することによって、送信器が構成される。例えば、アンテナワイヤ２６ａ及び２６ｂを組合せて設け、状態応答デバイス２２のためのダイポールアンテナとして機能させることができる。アンテナワイヤ２６ａ及び２６ｂは、所望な放射性能のために最適化された直線又は曲線の形状と長さを有することができる。本発明において、モノポールアンテナ、ループアンテナ、ヘリカルアンテナ、又は当業者が考え得る範囲内の他の形式のアンテナのような他のアンテナ型式を使用することも、本発明の技術思想の範囲内に入るものである。
【００２９】
更に図２を参照するならば、発振器を選択的にオンオフして、アンテナワイヤ２６ａ及び２６ｂによって実現されるアンテナから放射される無線周波数信号にデシタルデータストリームを重畳する手段を構成する制御素子３０を、利得回路２８に接続することができる。利得回路２８への動作電力供給を選択的に制御することによって、状態応答デバイス２２でデータが実効的に変調される。このようなオンオフ変調する制御素子３０は、随意に様々な機能を設けたマイクロコントローラとすることもできる。特定な情報を、マイクロコントローラに付属するオンボードメモリに記憶することができ、そのような特定な情報を表す出力信号を、利得回路２８の入力に送り、状態応答デバイス２２から放射される無線周波数信号をその特定なデータで変調することができる。本発明の他の実施例において、制御素子３０は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）チップとすることもできる。そのＲＦＩＤにはしばしば、制御素子３０と利得回路２８との間の接続を選択的に制御するために使用できるマイクロコントローラが含まれている。ＲＦＩＤマイクロコントローラは、限定された機能で特徴付けることができるので、かかる場合においては、付加的な制御素子を設けることも、本発明の技術思想の範囲並びに本発明の実施例の範囲にある。
【００３０】
上述したように、本発明の特徴の１つは、ＳＡＷ利用装置が組合せ情報を送信することである。例示的な電子装置組立体１２から放射されるデータ信号は、２つの互いに独立した情報ストリームを伝えることもできる。第１の情報ストリームは、制御素子３０から利得回路２８への結合でのオンオフ変調によって実現されるデジタル情報である。第２の情報ストリームは、（検出されている物理的パラメータに依存する）状態応答デバイス２２の共振周波数によって決定される。
【００３１】
上述したように、或る実施例では、状態応答デバイス２２は、複数の共振器素子を有することができ、各共振器素子が互いに僅かに異なる共振周波数で動作するように構成され、それら異なる共振周波数の各々が、センサが監視している物理条件の状態に依存して僅かに変化する。これらの別々の共振周波数の値を監視することによって、温度、圧力又はタイヤに関連する他の状態に係る情報を補間することができる。例えば、３つの共振器素子を有する１つの代表的なＳＡＷセンサの実施例において、１つの共振周波数は所与の圧力の値を表すように補間でき、他の２つの共振周波数の差から温度の値が導き出すことができる。
【００３２】
図２を更に参照するならば、電子装置組立体１２をアクティブ装置として随意に
構成することもでき、その場合には、利得回路２８及び制御素子３０のような電子装置組立体１２の内の選択した素子に電力を供給するように電源３２を設けることもできる。或る実施例では、電源３２は、限定的ではないが再充電可能な電池のような電池とすることができる。別の実施例では、電源３２は、タイヤ回転からの機械的なエネルギーを電気エネルギーに変換するように構成された圧電素子を含む装置のような内蔵パワー発生装置でもよく、その発生された電気エネルギーは蓄積することもできる。本発明において使用できるパワー発生装置の例が、ここに参照することによってその内容を本明細書に組み入れる下記の特許文献に開示されている。
【特許文献３】米国特許出願第10／143535号（米国公開特許公報US2003/0209063A1）発明の名称「System and Method for Generating Electric Power from a Rotating Tire's Mechnical Energy Using Piezoelectric Fiber Composites」
【００３３】
電子装置組立体１２の一体化素子としては電源３２が設けられていない他の実施例においては、ホイール組立体からタイヤ内の電子装置組立体へ電力を誘導結合することもでき、又は無線周波数パワーを整流して利用することもできる。本発明においては、本発明の技術思想の範囲内で任意の型式の電源を使用することが可能である。
【００３４】
図３に参照するならば、上述した温度及び圧力監視弾性波形式装置と同様な型式の既知のタイヤ圧力監視システム（ＴＰＭＳ）センサ４０の代表的な形態を図解している。図示の構成において、図３に示すＴＰＭＳセンサ４０は、離れている支持ポスト４６及び４６’によって金属ハウジング４４の内部に取り付けられているＳＡＷデバイス４２を有している。アンテナ素子２６ａ及び２６ｂ及び監視システムの他の構成要素をＳＡＷセンサ４２に電気的に接続するために、一対の導電性金属のフィードスルーピン４８及び４８’が、金属ハウジング４４の１つの壁を貫通して誘電性ガラスシール５０及び５０’を介して挿入されている。接続ワイヤ５２及び５４が、金属ハウジング４４内部の金属ピン４８及び４８’の端部をＳＡＷセンサ４２の適切な端子に接続し、アンテナワイヤ２６ａ及び２６ｂへの電気接続を完成している。
【００３５】
図３に図示する既知のタイヤ圧力監視システムセンサ４０のフィードスルーピン配置は、パッケージに対して電気的に浮いている。すなわち、フィードスルーピンと、センサ４０を収容しているハウジングとの間に固定した電圧関係はない。この電気的な浮游状態は、ＳＡＷセンサに対して負荷として働き、その結果として、周波数シフトの一因となっていることが分かった。上述したように、そのような負荷は、自由空間内のＳＡＷセンサでの測定値と、動作環境例えばタイヤ構造体内又はホイール組立体内にＳＡＷセンサを配置した後のＳＡＷセンサでの測定値との間の違いを考察すると、ＳＡＷセンサを有するタイヤ圧力監視システムの統計的なバラツキを大きくしていることが分かった。
【００３６】
この負荷効果を検討して、本発明の方法は、この負荷効果を削減する技術を提供するものである。この負荷効果削減技術は、タイヤ及び近接する周囲の物体を介したＳＡＷセンサ自体に対する結合効果を除去するものである。具体的には、図４に図解するように、図３に図解した既知のタイヤ圧力監視システムセンサ４０は変更されて、タイヤ圧力監視システムセンサ４０’として図示されている。図４に図解されているように、図３に示す構成要素の全ては、誘電性ガラスシール５０を除いて、図４に示す本発明の実施例においてそのまま維持され、図３に付した参照番号と同一の参照番号で示している。
【００３７】
本発明によるならば、図３に示す誘電性ガラスシール５０が、金属間シールすなわち金属対金属シール６０と置換される。この金属対金属シール６０は２つの目的を達成している。その第１の目的は、本発明のＳＡＷセンサのための適切なハウジングとして、変更無しに既知の金属ハウジングを使用し続けることができるように、従来使用されている誘電性ガラスシールと都合よく置換できることである。第２の目的そして本発明において重要なポイントは、フィードスルーピン４８と一緒に金属対金属シール６０を使用することにより、アンテナの一方のセグメント２６ａを金属ハウジング４４に直接電気的に接続することである。図４に示す金属対金属シール６０の使用が、本発明の特定な実施例にとって好ましい形態を表しているが、このような形態は本発明を限定するものではない。ＳＡＷ素子をシールドしている金属ハウジング４４とＳＡＷ素子に対してアンテナの一方の側を直接接続して、本発明に従ってＳＡＷ素子に対する負荷を削減することにより得られる利益を実現するに望ましい様々な態様でハウジングを変更できるとは、当業者には明らかな筈である。従って、本発明の別の実施例では、金属対金属シールを一切使用せずに、その代わりに、他の適当な電気接続技術を使用することも可能である。そのような例として、内部でフィードスルーピンをハウジング内面に電気的に結合する。
【００３８】
以上、特定な実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、上記した記載を理解した上で、当業者が上記実施例を変更し修正し又は上記実施例の均等物を容易に実現できることは理解できるであろう。従って、上記実施例の開示は、例示に過ぎず、限定を意味するものではない。また、上記実施例の開示は、当業者にとって容易に実現できる変更、修正、追加を除外するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】既知の方法に従ってタイヤ構造体に取り付けられたＳＡＷ利用装置の動作関係を図解する概略図。
【図２】本発明の方法が適用されたＳＡＷ利用装置の基本構成図。
【図３】ＳＡＷ利用装置の既知の基本的なハウジング構成を例示する図。
【図４】図３に示すＳＡＷ利用装置とハウジングと同様なＳＡＷ利用装置とハウジングに対して本発明を適用した図。
【符号の説明】
【００４０】
１０    タイヤ構造体
１２    状態応答装置／電子装置組立体
１４    データ取得トレンシーバ
２０    アンテナ
２２    状態応答デバイス
２８    利得回路
３０    制御素子
３２    電源
４０    ＴＰＭＳセンサ
４２    ＳＡＷ装置
４４    金属ハウジング
４６、４６’    支持ポスト
４８、４８’    フィードスルーピン
５０、５０’    誘電性ガラスシール
５２、５４    接続ワイヤ
６０    金属対金属シール
【図１】
2005353064.tif 000003
【図２】
2005353064.tif 000004
【図３】
2005353064.tif 000005
【図４】
2005353064.tif 000006